CRITERIOS DE DISEÑO DE POZO SÉPTICO Código: Estado: Versión: Origen: Tipo Doc.: NS-066 Vigente 0,2 EAAB-Norma Técnica
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CRITERIOS DE DISEÑO DE POZO SÉPTICO
Código: Estado: Versión: Origen: Tipo Doc.:
NS-066 Vigente 0,2 EAAB-Norma Técnica Norma Téc. de Servicio Elaborada
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DISEÑO ALCANTARILLADO Subcomité de Diseño - Alcantarillado Normas de diseño, construcción y operación de tanques sépticos. 09/08/2002
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0. TABLA DE CONTENIDO 0 1 2 3 4 4.1 4.2. 4.2.1 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.4. 4.4.1. 4.4.2. 4.4.3. 4.4.3.1 4.4.3.2 4.4.3.3 4.4.3.4 4.4.3.5 4.4.3.6 4.4.3.7 4.5 4.6 4.7 4.8 4.8.1
TABLA DE CONTENIDO ALCANCE DOCUMENTOS RELACIONADOS TERMINOLOGÍA REQUISITOS CONSIDERACIONES GENERALES INVESTIGACIÓN Y PRESENTACIÓN DEL PROYECTO Información general de las memorias Estudio del Subsuelo Topografía Reglamentación ESTRUCTURAS DE PRETRATAMIENTO Trampa de Grasas Caja de Inspección POZO SÉPTICO Materiales Accesos Consideraciones de Diseño Población de diseño Tiempo de retención Determinación del volumen del tanque Geometría y dimensiones Diseño estructural de tanques en concreto Dispositivos de entrada y salida del agua Periodo de limpieza LOCALIZACIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO PROPIEDADES DEL EFLUENTE DEL POZO SÉPTICO OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO TRATAMIENTOS COMPLEMENTARIOS DEL EFLUENTE Filtros Anaeróbicos
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4.8.2 4.8.3 4.8.4
Pozos de Absorción Campos de Infiltración Lechos Filtrantes de Arena
ANEXOS Anexo A Anexo B Anexo C
Determinación de volúmenes del pozo séptico Esquema típico del tanque séptico rectangular Esquema típico del tanque séptico circular
1. ALCANCE Establecer criterios de diseño de pozo séptico utilizados como obras alternas a los sistemas de alcantarillado de la E.A.A.B-E.S.P. El diseño está enfocado a la implementación de sistemas de tratamiento para máximo 10 habitantes por pozo. 2. DOCUMENTOS RELACIONADOS Los documentos aquí relacionados han sido utilizados para la elaboración de esta norma y servirán de referencia y recomendación, por lo tanto no serán obligatorios, salvo en casos donde expresamente sean mencionados. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard specification for precast concrete septic tanks. Philadelphia : ASTM. (ASTM C1227) DEPARTAMENTO TÉCNICO ADMINISTRATIVO DEL MEDIO AMBIENTE. Resolución 1074 de 1997 : Por la cual se establecen estándares ambientales en materia de vertimientos. Bogotá : DAMA, 1997 EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ - E.S.P. estructural. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-002)
Criterios de diseño
--------. Criterios generales para diseño de tanques. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-062) --------. Lineamientos para trabajos topográficos. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-030) --------. Terminología sanitaria y ambiental. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NT-005) MINISTERIO DE AGRICULTURA. Decreto 1594 de 1984 : Por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 09 de 1979, así como el Capítulo II del Título VI - Parte III - Libro II y el Título III de la Parte III Libro I del Decreto 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos. Bogotá : MinAgricultura, 1984 MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Resolución 1096 de 2000 : Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico - RAS. Bogotá : MinDesarrollo, 2000. (RAS-2000) NOGUERA, Ider. Acueducto rural y saneamiento básico municipio de Caloto. Proyecto "Huasano" 3. TERMINOLOGÍA La terminología aplicada a esta norma se encuentra consignada en la norma de la E.A.A.B-E.S.P
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"NT-005 Terminología sanitaria y ambiental". 3.1 CAJA DE INSPECCIÓN Estructura que tiene como función unir las aguas residuales para conducirlas al tanque séptico y permitir la fácil reparación por taponamiento, por constituirse en un paso previo de todo el sistema de tratamiento. 3.2 TRAMPA DE GRASAS Tanques pequeños de flotación donde la grase sale a la superficie y es retenida mientras el agua alcarada sale por una decarga inferior. 4. REQUISITOS 4.1 CONSIDERACIONES GENERALES Como consecuencia del proceso de descomposición dentro de un tanque séptico, la materia orgánica se transforma en gases, líquido y unos sólidos que se sedimentan en el fondo del tanque en donde se tiene lugar una digestión anaeróbica ayudada por una gruesa capa de espuma que se forma en la superficie del líquido. Dado afluente de los tanques sépticos no tiene las calidades fisico-químicas, bacteriológicas u organolépticas adecuadas para ser descargadas a una corriente superficial, para lograr la efectividad del sistema se debe complementar con un tratamiento del efluente mediante otras estructuras tales como los filtros anaeróbicos o los pozos de adsorción. Este tipo de estructuras es recomendada para: z z z z
Áreas desprovistas de redes públicas de alcantarillado Alternativa de tratamiento de aguas residuales en áreas que cuentan con redes de alcantarillado locales. Retención previa de los sólidos sedimentables, cuando la red de alcantarillado presenta diámetros reducidos. Áreas rurales que no cuenten con redes de alcantarillado.
4.2 INVESTIGACIÓN Y PRESENTACIÓN DEL PROYECTO Las investigaciones básicas para el diseño de los tanques sépticos y la presentación del proyecto deben cumplir, como mínimo con los requisitos que se indican a continuación. Esta información deberá ser entregada a la E.A.A.B-E.S.P 4.2.1Información general de las memorias − − − − −
Suposiciones usadas en los diseños Verificación del cumplimiento de los requisitos mínimos establecidos en las normas técnicas. Referencia a normas técnicas nacionales o internacionales para los materiales, equipos y procedimientos específicos. Esquemas con base en los que se realizan los planos de construcción. En el caso que aplique, especificaciones detalladas en instrucciones de instalación de
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maquinaria y equipo. Manuales impresos de los procedimientos detallados para puesta en marcha, operación y mantenimiento de cada uno de los sistemas, así como, el nivel de complejidad del sistema asignado al proyecto. Referencia códigos nacionales. En el caso que se utilice procesamiento automático de información, debe entregarse una descripción detallada de los principios en los que se basa el procesamiento automático de información, así como una descripción de los datos de entrada y salida del proceso. Presupuesto detallado, soportado por un análisis de precios unitarios con la fecha precisa de su elaboración.
4.2.2 Estudio del Subsuelo Debe realizarse un estudio del subsuelo que incluya: textura, estructura, color, pH, espesor de los estratos permeables, elevaciones máximas del nivel freático y capacidad de infiltración del subsuelo. 4.2.3 Topografía Los levantamientos planimétricos y altimétricos se deben elaborar con el grado de detalle necesario para elaborar planos que indiquen: la localización relativa de las instalaciones por servir con respecto a cuerpos de agua tales como ríos, canales de aguas lluvias, lagos, pozos de agua lluvias, lagos, pozos de agua potable existentes; y en general, todos aquellos datos necesarios para la correcta localización del tanque séptico y el tratamiento complementario del efluente. Para la ejecución de los trabajos deben tenerse en cuenta las indicaciones de la norma "NS-030 Lineamientos para trabajos topográficos". 4.2.4 Reglamentación Toda instalación para tratamiento y control de vertimientos líquidos debe estar en concordancia con "Decreto 1594 de 1984" disposiciones del DAMA las reglamentaciones del Ministerio de Agricultura "Decreto 1074 de 1997" y otras disposiciones de las autoridades de vigilancia y control competentes. 4.3 ESTRUCTURAS DE PRETRATAMIENTO 4.3.1 Trampa de Grasas Las trampas deben ser construidas en lugares sombreados para mantener bajas temperaturas en su interior. La trampa de grasas debe construirse en mampostería pañetada e impermeabilizada. El diseño debe realizarse de acuerdo con las características propias y el caudal del agua residual a tratar, teniendo en cuenta que la capacidad de almacenamiento mínima expresada en kilogramos de grasa debe ser de por lo menos una cuarta parte del caudal de diseño (caudal máximo horario) expresado en litros por minuto. 2
El tanque debe tener 0.25m de área por cada litro por segundo, una relación ancho/longitud de 1:4 a 1:18 y una velocidad ascendente mínima de 4mm/s. Debe contar con una tapa de concreto reforzado removible con entradas y salidas en tubería de diámetro mínimo de 4", sumergidas y ubicadas a diferente altura de entrada y salida para permitir que el material graso flote para ser retirado periódicamente.
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4.3.2 Caja de Inspección Las cajas de inspección deben ser construidas en mampostería con las mismas características de la trampa de grasa, y dimensiones mínimas de 0.50m * 0.50m y 0.40m de altura de lámina de agua y 0.50 de altura total, con entradas y salidas de 4" y una cañuela de fondo. El esquema de esta estructura se muestra en el anexo A. 4.4 POZO SÉPTICO 4.4.1 Materiales Los tanques sépticos deben ser construidos con materiales no susceptibles a la corrosión o deterioro, tales como el concreto o ladrillos recocidos y vitrificados. 4.4.2 Accesos Deben proporcionarse accesos adecuados a cada compartimento del tanque para propósitos de inspección y limpieza. Dichos accesos podrán ser: una tapa si el tanque es superficial o un pozo de inspección en forma de tronco de cono. 4.4.3 Consideraciones de Diseño 4.4.3.1 Población de diseño Con un solo tanque séptico se puede tratar el efluente sanitario producido hasta por una población de 10 habitantes. El sistema puede ser ampliado cuando el aumento de la población servida así lo requiera, mediante la construcción de tanques adicionales y la ampliación de los tratamientos complementarios del efluente. 4.4.3.2 Tiempo de retención Con el objeto de obtener un aquietamiento del líquido, de suficiente duración como para permitir la sedimentación de la mayor parte de los sólidos suspendidos, el período de retención recomendado es de 3 días. Este valor debe tenerse en cuenta en la evaluación de la capacidad del tanque. 4.4.3.3 Determinación del volumen del tanque El volumen de las unidades puede ser estimado en función del número de habitantes servidos o en función del tiempo de retención . La capacidad finalmente seleccionada será la correspondiente al mayor valor obtenido. Las fórmulas de cálculo se presentan en el anexo B. 4.4.3.4 Geometría y dimensiones Los tanques pueden ser cilíndricos o prismáticos rectangulares. Los cilíndricos se usan cuando se quiere minimizar el área útil aumentando la profundidad, y los prismáticos rectangulares en los casos que se requiera mayor área horizontal o mayor profundidad. Las dimensiones del tanque séptico deben establecerse de acuerdo con la capacidad calculada en el numeral 4.4.3.3 guardando aproximadamente las siguientes proporciones relativas: a. Profundidad útil: debe estar entre los valores mínimos y máximos del cuadro 1.
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Cuadro 1. Valores de profundidad útil 3
Volumen útil (m ) Hasta 6 De 6 a 10 Mas de 10
Profundidad útil mínima (m) Z 1.2 1.5 1.8
Profundidad útil máxima (m) Z 2.2 2.5 2.8
b. Diámetro interno mínimo de 1.10m , el largo interno mínimo de L = 0.80m y la relación ancho/ largo mínima para tanques prismáticos rectangulares de 2:1 y máxima de 4:1 c. Número de cámaras: se recomiendan cámaras múltiples, en serie para tanques de volúmenes pequeños o medianos (hasta para 30 personas). z
Para tanques cilíndricos: tres cámaras en serie
z
Tanques prismáticos rectangulares: dos cámaras en serie
Para los tanques prismáticos se recomienda. dada una longitud total L, una longitud para la primera cámara de 2L/ 3 y para la segunda cámara de L/3. Los esquemas típicos de los tanques rectangular y circular respectivamente.
se indican en los anexos C y D
4.4.3.5 Diseño estructural de tanques en concreto Para el diseño estructural de tanques de concreto deben tenerse en cuenta las consideraciones de la norma "NS-002 Criterios de diseño estructural", adicionalmente debe preveerse un recubrimiento del concreto con material epóxico que evite la acción dañina de las aguas residuales en dichas estructuras. Las características del material deben ser indicadas por la E.A.A.B-E.S.P 4.4.3.6 Dispositivos de entrada y salida del agua El dispositivo de entrada debe estar conformado por un tubo de 4" localizado a 7.5 cm mínimo por encima del nivel normal del líquido; así mismo se debe colocar una pantalla deflectora que penetre por lo menos 15 cm bajo el nivel normal del líquido. El dispositivo de salida debe tener una pantalla deflectora que penetre bajo la superficie del líquido, una longitud igual al 40% de la profundidad del líquido, y un tubo de salida de 4" que corresponde a la descarga del tanque. 4.4.3.7 Período de limpieza El período de remoción de los lodos o limpieza del tanque generalmente se estima entre 2 y 5 años. Para estimar el período de limpieza para un caso en particular puede utilizarse la siguiente relación: T = V/(3*P*A) En donde: T : Período de limpieza en años V: Volumen efectivo del tanque séptico en litros P : Número de habitantes servidos A : Tasa de acumulación en litros/hab/años La tasa de acumulación de lodos debe establecerse de acuerdo con la cantidad de sólidos
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acumulados y su digestión depende de las condiciones locales. A falta de estos datos, puede usarse una cifra promedio de 0.04 m3/hab/año, como una aproximación razonable para efectos de diseño. 4.5 LOCALIZACIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO El sistema de tratamiento debe estar localizado a una distancia apropiada de construcciones, pozos de agua potable y corrientes de agua. Las distancias mínimas aceptables son las siguientes: Distancia a edificaciones Distancia a pozos de agua Distancias límites de propiedad Distancias a corrientes de agua Distancias a cortes o terraplenes Distancias a piscinas Distancias a tuberías de agua Distancias a árboles grandes Distancias a caminos peatonales Líneas divisorias de lotes Distancias a sumideros y campos de infitración
: : : : : : : : : :
1.50 m. 15.00 m - 30.00 m 1.50 m -3.00 m 15.00 m - 25.00 m 8.00 m. 3.00 m - 7.50 m : 3.00 m. 3.00 m. 1.50 m. 0.60 m 1.50m.
4.6 PROPIEDADES DEL EFLUENTE DEL POZO SÉPTICO El agua del efluente del tanque séptico debe cumplir como mínimo con la características indicadas en el cuadro 2. Cuadro 2. Valores máximos admisibles del efluente del pozo séptico Parámetro DBO SS Nitrógeno total Coliformes fecales
Unidades mg/l mg/l mg/l NMP/100ml
% de remoción 55 80 25 99
4.7 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Cuando la construcción de la estructura del tanque séptico está terminada y antes de hacer los rellenos laterales, debe llenarse con agua para verificar su estanqueidad. Si hay fugas éstas deben taponarse y volver a probar el tanque hasta que esté en condiciones adecuadas de trabajo. La operación del tanque es automática ya que los procesos de sedimentación, flotación y digestión se dan en forma espontánea. Para una adecuada operación del sistema, debe evitarse mezclar las aguas lluvias con las aguas residuales; así mismo, se debe evitar el uso de químicos para limpieza del tanque séptico y el vertimiento de aceites. Los tanques sépticos deben ser inspeccionados al menos una vez por año ya que ésta es la única manera de determinar cuándo se requiere una operación de mantenimiento y limpieza. Dicha inspección debe limitarse a medir la profundidad de los lodos y de la nata en la vecindad del deflector de salida. El tanque debe ser limpiado si el fondo del manto de natas esta a menos de 7.5 cm. del borde inferior del deflector de salida, o si la profundidad del manto de lodos es del 40% o más con respecto a la profundidad del líquido en el tanque. Documento controlado, su reproducción está sujeta a previo permiso por escrito de la E.A.A.B.
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La limpieza debe realizarse bombeando el contenido del tanque. Los tanques sépticos no deben lavarse ni desinfectarse después del bombeo ya que una cantidad pequeña de lodos debe dejarse para propósitos de inoculación y reactivación del proceso de digestión. Adicionalmente, tanto los métodos como los sitios de disposición final de los lodos deben ser aprobados por la autoridad sanitaria competente en conformidad con la legislación vigente al respecto. Finalmente el constructor o diseñador del tanque séptico debe entregar a los usuarios del mismo un plano que muestre la localización del sistema, con las instrucciones para destapar el tanque, hacer la inspección y la forma de hacer el mantenimiento requerido. 4.8 TRATAMIENTOS COMPLEMENTARIOS DEL EFLUENTE Con el fin de mejorar las condiciones del agua tratada a la salida del tratamiento en el tanque séptico y en los casos que la E.A.A.B-E.S.P y la autoridad ambiental competente así lo exijan debe darse un tratamiento complementario con el propósito de disminuir los riesgos de contaminación y de salud pública. Para este efecto, a continuación se presentan algunas alternativas de tratamientos del efluente que deben ser seleccionadas por el responsable del diseño y aprobadas por la E.A.A.B-E.S.P de acuerdo con las condiciones de permeabilidad del suelo, el área disponible y la calidad requerida del efluente. 4.8.1 Filtros Anaeróbicos El filtro anaeróbico debe colocarse después del tanque séptico y consiste en un tanque de concreto o ladrillo alimentado por el fondo a través de una cámara difusora. El efluente entra a través de esta y sube por entre los intersticios dejados por el agregado, formando una película biológicamente activa, la cual degrada anaeróbicamente una parte importante de la materia orgánica. Con este sistema, la eficiencia en remoción de DB05 es altamente dependiente de la temperatura, pero en general podría ser del orden del 70%. 4.8.2 Pozos de Absorción Un pozo de absorción consiste en una excavación de forma tronco piramidal, con talud de relación 1:5 que permite la filtración a través de sus paredes y evita el derrumbe de las mismas. Cuando las condiciones del terreno permitan esta clase de excavaciones se deben revestir las paredes del talud en bloque de concreto, pegados en forma intercalada, es decir con espacios entre bloque que permitan la filtración adecuada. 4.8.3 Campos de Infiltración Un campo de infiltración está compuesto por una serie de zanjas, cuyas dimensiones dependen de la tasa de infiltración del subsuelo, estos campos reciben directamente el efluente del tanque séptico. 4.8.4 Lechos Filtrantes de Arena Consiste en una serie de zanjas similares a las de infiltración que contiene una capa de grava ubicada en la tubería de distribución y una capa de arena que sirve como medio filtrante. En el lecho filtrante el efluente del pozo séptico no es eliminado por percolación en el subsuelo sino recolectado en una tubería localizada en la parte inferior de la zanja abajo de la capa de arena.
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Anexo A. Esquema caja de inspección
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Anexo B. Determinación de volúmenes del pozo séptico Determinación del volumen del pozo en función del número de habitantes servidos V = 180 P + 2,000 En donde: V: Volumen del tanque P : Número de habitantes (con un valor mínimo de 4 personas) Cuando los edificios servidos son ocupados por un tiempo parcial, como es el caso de escuelas o lugares de trabajo, el número de habitantes debe dividirse por dos. Determinación del volumen del pozo en función del tiempo de retención V=QxPxt En donde: V: Volumen del tanque en litros Q: Caudal de diseño en litros/hab/día P : Número de habitantes servidos t : Tiempo de retención en días.
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Anexo C. Esquema de tanque séptico rectangular
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Anexo D. Esquema de tanque séptico circular
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